Kirjoita reaktioyhtälö ja laske reaktion EMV upotettaessa sinkkipalanen rauta(III)ioneja sisältävään liuokseen?

Kun sinkkipalanen upotetaan rauta(III)ioneja sisältävään liuokseen, tapahtuu seuraava redox-reaktio, jossa sinkki (Zn) hapettuu ja rauta(III)ionit (Fe³⁺) pelkistyvät rautametalliksi (Fe).

Reaktioyhtälö on:

[
3 , ext{Zn} (s) + 2 , ext{Fe}^{3+} (aq)
ightarrow 3 , ext{Zn}^{2+} (aq) + 2 , ext{Fe} (s)
]

Tässä sinkki hapettuu Zn²⁺-ioneiksi ja rauta(III)ionit pelkistyvät rautametalliksi.

Reaktion EMV (elektromotorinen voima) voidaan laskea standardipotentiaalien avulla. Standardipotentiaalit ovat seuraavat:

- Zn²⁺/Zn: (E^circ = -0.76 , ext{V})
- Fe³⁺/Fe: (E^circ = +0.77 , ext{V})

Reaktion EMV lasketaan seuraavasti:

[
E^circ_{ ext{reaktio}} = E^circ_{ ext{pelkistyminen}} - E^circ_{ ext{hapettuminen}}
]

Tässä hapettuminen tapahtuu sinkille ja pelkistyminen raudalle.

[
E^circ_{ ext{reaktio}} = E^circ_{ ext{Fe}^{3+}/ ext{Fe}} - E^circ_{ ext{Zn}^{2+}/ ext{Zn}} = 0.77 , ext{V} - (-0.76 , ext{V}) = 0.77 , ext{V} + 0.76 , ext{V} = 1.53 , ext{V}
]

Joten reaktion EMV on 1.53 V. Tämä tarkoittaa, että reaktio on spontaani, koska EMV on positiivinen.